JP2006310985A - Frame rate conversion apparatus, and display apparatus - Google Patents
Frame rate conversion apparatus, and display apparatus Download PDFInfo
- Publication number
- JP2006310985A JP2006310985A JP2005128454A JP2005128454A JP2006310985A JP 2006310985 A JP2006310985 A JP 2006310985A JP 2005128454 A JP2005128454 A JP 2005128454A JP 2005128454 A JP2005128454 A JP 2005128454A JP 2006310985 A JP2006310985 A JP 2006310985A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- frame
- input
- output
- frame rate
- frames
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Television Systems (AREA)
Abstract
Description
本発明は、フレームレートの変換に関する。 The present invention relates to frame rate conversion.
表示装置には、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイなどの種々の装置がある。各種表示装置は、入力された動画像を構成するフレーム(以下、入力フレーム)を順次に表示する。その際、入力された動画像のフレームレート(以下、入力フレームレート)と、出力する際の動画像のフレームレート(以下、出力フレームレート)とが異なっている場合には、入力された動画像を出力フレームレートに合わせて表示するために、フレームレートの変換を行う必要がある。 Examples of the display device include various devices such as a CRT (Cathode Ray Tube) display, a plasma display, and a liquid crystal display. Various display devices sequentially display frames (hereinafter referred to as input frames) constituting the input moving image. At this time, if the frame rate of the input moving image (hereinafter, input frame rate) and the frame rate of the moving image at the time of output (hereinafter, output frame rate) are different, the input moving image In order to display the image in accordance with the output frame rate, it is necessary to convert the frame rate.
従来、例えば、フレームレートの変換方法として、特許文献1及び2に開示の技術がある。特許文献1に開示の技術は、或る入力フレームを繰り返し出力することにより、入力フレームレートを出力フレームレートに変換する。特許文献2に開示の技術は、或る入力フレーム上のオブジェクトの位置と次の入力フレーム上の同一のオブジェクトの位置とから動きベクトルを求め、その動きベクトルに基づいて、上記或るフレームと次のフレームとの間のフレームとして予測された予測画面(以下、便宜上「補間フレーム」と言う)を計算し、その補間フレームを出力することにより、入力フレームレートを出力フレームレートに変換する。
上述した特許文献1及び2の技術によれば、それぞれ以下のような問題点がある。以下、それについて、出力フレームレートが入力フレームレートの1.2倍である場合、具体的には、例えば、入力フレームレートが50fps(フレーム/秒)であり、出力フレームレートが60fpsである場合を例に採り、図14A〜Cを参照して説明する。
According to the techniques of
入力フレームレートが50fpsの場合、図14Aに示すように、1/50秒毎に一つの入力フレームが入力される。出力フレームレートは60fpsなので、同一時間内(ここでは1/10秒間)に、5つの入力フレーム201A〜201Eが入力されて、6つのフレームが出力される(以下、出力されるフレームを「出力フレーム」と言う)。
When the input frame rate is 50 fps, one input frame is input every 1/50 seconds as shown in FIG. 14A. Since the output frame rate is 60 fps, five
このようなフレームレート変換に、特許文献1に開示の技術を転用した場合には、図14Bに例示するような態様でフレームレート変換が行われると考えられる。すなわち、5つの入力フレームのうちの4つの入力フレームはそれぞれ一回出力され、一つの入力フレーム(例えば3番目の入力フレーム201C)は二回連続して出力されることになると考えられる。しかし、このフレームレート変換方法では、図14Bの一点鎖線を見ても分かるように、画像の動きの滑らかさが損なわれるという問題(モーションジャダー妨害と呼ばれることがある)が発生する。
When the technique disclosed in
一方、上述のフレームレート変換に、特許文献2に開示の技術を転用した場合には、図14Cに例示するような態様でフレームレート変換が行われると考えられる。すなわち、連続した二つの入力フレームから求められる動きベクトルに基づいて、連続した各二つの入力フレーム毎に、一つの補間フレームが生成され、5つの入力フレームのうち出力される入力フレームは一つであり(例えば一番目のフレーム201Aのみであり)、出力される他の5つのフレーム202A〜202Eは全て補間フレームになると考えられる(ちなみに、202Aは、201A及び201Bに基づく補間フレーム、202Bは、201B及び201Cに基づく補間フレーム、202Cは、201C及び201Dに基づく補間フレーム、202Dは、201D及び201Eに基づく補間フレーム、202Eは、201E及び201Fに基づく補間フレームである)。しかし、このフレームレート変換方法によれば、画像の動きの滑らかさが損なわれるという問題は解消できるが、別の問題が発生する。すなわち、図14Cを見れば分かるように、連続した二つの入力フレーム毎に、二つの入力フレームのそれぞれの時間的位置に対する補間フレームの時間的位置が異なることである。換言すれば、入力フレームと補正フレームとの時間的距離と、補正フレームと次の入力フレームとの時間的距離との比率(以下、便宜上「時間比率」と言う)が、様々に変換する(例えば、5/6、4/6、3/6、2/6、1/6の順で変化する)ことである。このため、補間フレームを生成する場合には、時間比率に合わせて上記動きベクトルの大きさを補正するための補正係数を調節し(以下、この補正係数を「スケーリング比率」と呼ぶこととする)、調節後のスケーリング比率で動きベクトルの大きさを補正又は変更する(以下、この補正又は変更する処理を「スケーリング」と呼ぶこととする)ことが必要となり、故に、補間フレームを生成するための手段(例えば、ハードウェア、コンピュータプログラム又はそれらの組み合せ)が複雑になってしまう。また、補間フレームの生成のための負荷が大きいと考えられる。
On the other hand, when the technique disclosed in
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたもので、その目的は、出力される画像の動きを滑らかにすることと、補間フレームを生成するための手段を複雑にしないこととの両方を適度に満足させられるフレームレート変換技術を提供することにある。本発明の別の目的は、出力される画像の動きを滑らかにすることと、補間フレームの生成の負荷を抑えることとの両方を適度に満足させられるフレームレート変換技術を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and its purpose is to moderate both smoothing the motion of the output image and not complicating the means for generating the interpolation frame. It is an object of the present invention to provide a frame rate conversion technique that satisfies the above requirements. Another object of the present invention is to provide a frame rate conversion technique that can satisfy both the smoothing of the motion of the output image and the suppression of the load of generating the interpolation frame.
本発明の第一の側面に従うフレームレート変換装置は、入力フレームレートで入力されたフレームを出力フレームレートで出力するフレームレート変換を行う装置であって、入力フレームレートで複数のフレームを入力する入力手段と、前記入力された複数のフレームにおける連続した第一と第二のフレームに基づいて動きベクトルを検出し、前記検出した動きベクトルの大きさを補正係数に基づいて補正し、その補正後の動きベクトルと、前記第一と第二のフレームとに基づいて、前記第一と第二のフレームの間のフレームとして予測される補間フレームを生成する生成手段と、前記入力された複数のフレームの少なくとも一つと、前記生成された補間フレームとを、出力フレームレートで出力する出力手段とを備える。前記補正係数は、フレームレート変換が行われている最中には変動されない値である。 A frame rate conversion device according to the first aspect of the present invention is a device that performs frame rate conversion for outputting a frame input at an input frame rate at an output frame rate, and inputs a plurality of frames at the input frame rate. And a motion vector is detected based on the first and second frames that are continuous in the plurality of input frames, the magnitude of the detected motion vector is corrected based on a correction coefficient, and the corrected Generating means for generating an interpolated frame predicted as a frame between the first and second frames based on a motion vector and the first and second frames; and a plurality of input frames Output means for outputting at least one and the generated interpolation frame at an output frame rate. The correction coefficient is a value that is not changed during the frame rate conversion.
本発明の第二の側面に従うフレームレート変換装置は、入力フレームレートで入力されたフレームを出力フレームレートで出力するフレームレート変換を行う装置であって、入力フレームレートで複数のフレームを入力する入力手段と、前記入力された複数のフレームにおける連続した第一と第二のフレームに基づいて動きベクトルを検出し、前記検出した動きベクトルの大きさを補正係数に基づいて補正し、その補正後の動きベクトルと、前記第一と第二のフレームとに基づいて、前記第一と第二のフレームの間のフレームとして予測される補間フレームを生成する生成手段と、前記入力された複数のフレームの少なくとも一つと、前記生成された補間フレームとを、出力フレームレートで出力する出力手段とを備える。第一のフレームが入力されてからフレームの出力が行われるまでの時間である第一の時間的距離をmとし、その出力が行われてから第二のフレームが入力されるまでの時間である第二の時間的距離をnとした場合、前記補正係数は、m/(m+n)又はn/(m+n)である。前記m+nの値は、(例えば常に)2のx乗(xは1以上の整数)である。 A frame rate conversion device according to the second aspect of the present invention is a device that performs frame rate conversion for outputting a frame input at an input frame rate at an output frame rate, and inputs a plurality of frames at the input frame rate. And a motion vector is detected based on the first and second frames that are continuous in the plurality of input frames, the magnitude of the detected motion vector is corrected based on a correction coefficient, and the corrected Generating means for generating an interpolated frame predicted as a frame between the first and second frames based on a motion vector and the first and second frames; and a plurality of input frames Output means for outputting at least one and the generated interpolation frame at an output frame rate. The first time distance, which is the time from when the first frame is input to when the frame is output, is m, and is the time from when the output is performed until the second frame is input. When the second temporal distance is n, the correction coefficient is m / (m + n) or n / (m + n). The value of m + n is (for example, always) 2 to the power of x (x is an integer of 1 or more).
一つの実施態様では、前記補正係数は、二分の一であるとすることができる。 In one embodiment, the correction factor may be a half.
本発明の第三の側面に従うフレームレート変換装置は、入力フレームレートで入力されたフレームを出力フレームレートで出力するフレームレート変換を行う装置であって、入力フレームレートで複数のフレームを入力する入力手段と、前記入力された複数のフレームにおける連続した第一と第二のフレームに基づいて、前記第一と第二のフレームの間のフレームとして予測される補間フレームを生成する生成手段と、前記入力された複数のフレームの全部又は一部と、前記生成された補間フレームとを、出力フレームレートで出力する出力手段とを備える。前記生成手段は、前記出力手段により前記補間フレームが出力される場合に、前記補間フレームを生成し、そうではない場合には、前記補間フレームを生成しない。前記出力手段は、補間フレーム以上に前記入力されたフレームを出力する。 A frame rate conversion device according to a third aspect of the present invention is a device that performs frame rate conversion for outputting a frame input at an input frame rate at an output frame rate, and inputs a plurality of frames at the input frame rate. Means for generating an interpolated frame that is predicted as a frame between the first and second frames based on successive first and second frames in the plurality of input frames; and Output means for outputting all or a part of the plurality of input frames and the generated interpolated frame at an output frame rate. The generation unit generates the interpolation frame when the output unit outputs the interpolation frame, and does not generate the interpolation frame otherwise. The output means outputs the input frame more than the interpolation frame.
一つの実施態様では、前記出力手段は、第一のフレームが入力されてからフレームの出力が行われるまでの時間である第一の時間的距離と、その出力が行われてから第二のフレームが入力されるまでの時間である第二の時間的距離との少なくとも一方に基づいて、前記第一のフレーム及び/又は前記第二のフレームと、前記第一と第二のフレームに基づいて作成された前記補間フレームとの中から一つのフレームを選択し、選択したフレームを出力することができる。前記出力手段は、前記第一の時間的距離と前記第二の時間的距離との少なくとも一方に基づいて、出力されるフレームの時間的位置が、前記第一のフレーム寄りの範囲である第一の範囲と、前記第二のフレーム寄りの範囲である第二の範囲と、前記第一の範囲と前記第二の範囲との間の範囲である中間的範囲とのうちのどの範囲に属するかを判断し、前記第一の範囲に属すると判断した場合には、前記第一のフレームを選択し、前記第二の範囲に属すると判断した場合には、前記第二のフレームを選択し、前記中間的範囲に属すると判断した場合には、前記補間フレームを選択することができる。前記中間的範囲は、複数のサブ中間的範囲に細分化されていてもよい。その場合、前記生成手段は、前記出力されるフレームの時間的位置が属するサブ中間的範囲に応じた補正係数を、複数種類の補正係数の中から選択し、前記選択した補正係数に基づいて前記補間フレームを生成することができる。 In one embodiment, the output means includes a first temporal distance that is a time from when the first frame is input to when the frame is output, and the second frame after the output is performed. Based on the first frame and / or the second frame and the first and second frames based on at least one of a second temporal distance that is a time until the is input One frame is selected from the interpolated frames, and the selected frame is output. The output means includes a first position in which a temporal position of an output frame is in a range closer to the first frame based on at least one of the first temporal distance and the second temporal distance. Belonging to the second range, a second range that is closer to the second frame, and an intermediate range that is a range between the first range and the second range. If it is determined that it belongs to the first range, the first frame is selected. If it is determined that it belongs to the second range, the second frame is selected. When it is determined that it belongs to the intermediate range, the interpolation frame can be selected. The intermediate range may be subdivided into a plurality of sub-intermediate ranges. In that case, the generation unit selects a correction coefficient corresponding to a sub-intermediate range to which the temporal position of the output frame belongs, from a plurality of types of correction coefficients, and based on the selected correction coefficient Interpolated frames can be generated.
上述した各手段は、ハードウェア、コンピュータプログラム又はそれらの組み合せにより実現することができる。また、各手段は、一つの要素によって構成されても良いし、複数の要素によって構成されても良い(それら複数の要素は、複数の場所に分散して配置されていてもよい)。 Each means described above can be realized by hardware, a computer program, or a combination thereof. Each means may be constituted by one element or may be constituted by a plurality of elements (the plurality of elements may be distributed at a plurality of locations).
本発明の第四の側面に従う表示装置は、前述したフレームレート変換装置と、そのフレームレート変換装置から出力されたフレームを表示する表示部とを備える。 A display device according to a fourth aspect of the present invention includes the above-described frame rate conversion device and a display unit that displays a frame output from the frame rate conversion device.
本発明の第一と第二の側面に従うフレームレート装置によれば、出力される画像の動きを滑らかにすることと、補間フレームを生成するための手段を複雑にしないこととの両方を適度に満足させることができる。 According to the frame rate device according to the first and second aspects of the present invention, both smoothing the motion of the output image and not complicating the means for generating the interpolation frame are moderately achieved. Can be satisfied.
本発明の第三の側面に従うフレームレート装置によれば、出力される画像の動きを滑らかにすることと、補間フレームの生成の負荷を抑えることとの両方を適度に満足させることができる。 According to the frame rate device according to the third aspect of the present invention, it is possible to appropriately satisfy both of smoothing the motion of the output image and suppressing the load of generating the interpolation frame.
以下、図面を参照して、本発明の幾つかの実施例について説明する。なお、以下の説明では、前述した通り、動きベクトルの大きさを補正するための補正係数を「スケーリング比率」と呼び、動きベクトルの大きさを補正又は変更する処理を「スケーリング」と呼ぶこととする。 Hereinafter, some embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, as described above, the correction coefficient for correcting the magnitude of the motion vector is referred to as “scaling ratio”, and the process for correcting or changing the magnitude of the motion vector is referred to as “scaling”. To do.
図1は、本発明の第1の実施例に係る表示装置の構成例を示す。 FIG. 1 shows a configuration example of a display device according to a first embodiment of the present invention.
表示装置401は、種々の表示装置、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)ディスプレイ、プラズマディスプレイ、液晶ディスプレイなどの種々の装置とすることができる。また、表示装置401は、テレビジョン受像機であっても良いし、パーソナルコンピュータに搭載される或いは接続される表示装置であっても良い。表示装置401は、動画像入力部402と、フレームレート変換部403と、表示部(例えば画面)404とを備える。
The
動画像入力部402は、フレームレート変換部403に動画像を入力する。入力される動画像としては、例えば、アナログ或いはデジタルの放送信号から抽出される映像信号であっても良いし、通信ネットワーク或いは記憶媒体(例えばメモリカード)を介して入力される動画像ファイル(例えばMPEG形式のファイル)であっても良い。
The moving
フレームレート変換部403は、ハードウェア、コンピュータプログラム又はそれらの組み合せで構成することができる。フレームレート変換部403は、入力された動画像のフレームレートである入力フレームレートを、所定の出力フレームレートに変換する。換言すれば、フレームレート変換部403は、入力フレームレートと出力フレームレートとに基づく共通単位時間において、入力されるフレームの数よりも出力されるフレームの数の方を多くする(又は少なくする)ようにする。なお、「共通単位時間」とは、入力フレームレートF1と出力フレームレートF2との最大公約数Zの逆数1/Z秒のことを言う。具体的には、例えば、入力フレームレートが50fpsで、出力フレームレートが60fpsの場合、50と60の最大公約数は10なので、共通単位時間は「1/10秒」である。また、例えば、入力フレームレートが24fpsで、出力フレームレートが60fpsの場合、24と60の最大公約数は12なので、共通単位時間は「1/12秒」である。この共通単位時間は、入力と出力とで同一の時間帯ではなく別々の時間帯における時間であっても良い。フレームレート変換部403は、フレートレート変換後のフレームを表示部404に出力することにより、出力フレームレートでフレームを順次に表示部404に表示する、つまり、出力フレームレートで動画像を表示することができる。
The frame
以下、フレームレート変換部403について詳細に説明する。
Hereinafter, the frame
図2は、フレームレート変換部403の構成例を示す。
FIG. 2 shows a configuration example of the frame
フレームレート変換部403は、フレーム遅延部2と、動きベクトル計算部3と、ベクトル変換部4と、補間フレーム生成部5と、バッファメモリ部6と、フレーム出力位置判定部7と、フレーム出力制御部8とを備えている。以下、このフレームレート変換部403で行われる処理を説明しながら、各構成要素2〜8について説明する。
The frame
動画像入力部402から入力部1を介して入力された動画像(映像信号)は、フレーム遅延部2と、動きベクトル計算部3と、補間フレーム生成部5と、バッファメモリ部6とに出力される。
A moving image (video signal) input from the moving
フレーム遅延部2は、メモリ等の記憶装置であり、1フレーム(1フレーム分の映像信号)を保持し、次の1フレームが新たに入力された場合には、現在保持している1フレームを動きベクトル計算部3に出力し、新たに入力された次の1フレームを保持する。これにより、フレーム遅延部2は、1フレーム分遅延した映像信号を、動きベクトル計算部3と補間フレーム生成部5とに出力することができる。フレーム遅延部2の記憶容量は、1フレーム分の映像信号を記憶できるだけの容量とすることができる。
The
動きベクトル計算部3は、入力部1を介して入力されたフレーム(すなわち、1フレーム遅延前の映像信号)と、フレーム遅延部2から入力されたフレーム(すなわち、1フレーム遅延した映像信号)とに基づいて、動きベクトルをブロック毎又は画素毎に計算する。動きベクトル計算部3は、計算した動きベクトルを表す情報を、ベクトル変換部4に入力する。
The motion
ここで、動きベクトルの例について、図3を用いて説明する。図3は、動きベクトルの考え方の一例を示したものであり、フレーム遅延部2で1フレーム分遅延された映像信号は第1の入力フレームAに相当し、1フレーム遅延前の映像信号は第2の入力フレームBに相当する。第1の入力フレーム201と第2の入力フレーム202との間に出力される出力フレームを補間フレーム503とする。補間フレーム上の或る画素に着目した場合、この画素に対応した動きベクトルを求めるには、まず、第2の入力フレームBから第1の入力フレームAへの画像パターンの相関から動き量を推定して動きベクトルVを求める。第1の入力フレームAと補間フレーム503(出力フレーム)との時間的距離をm、補間フレーム503(出力フレーム)と第2の入力フレームBとの時間的距離をnとしたとき、補間フレーム503から第1の入力フレームAへの移動量に相当する動きベクトルVprと、補間フレーム503から第2の入力フレームBへの移動量に相当する動きベクトルVctは、次の(1)及び(2)の計算式、
Vpr=V×m/(m+n)…(1)
Vct=−V×n/(m+n)…(2)
で求めることができる。なお、時間的距離mとは、例えば、フレームの入力と出力とにおいて共通単位時間の開始時を同じ時点と仮定した場合に、第一の入力フレームが入力されてから出力フレームが出力されるまでの時間であると表現することができ、時間的距離nとは、その出力フレームが出力されてから第二の入力フレームが入力されるまでの時間であると表現することができる。
Here, an example of a motion vector will be described with reference to FIG. FIG. 3 shows an example of the concept of motion vectors. The video signal delayed by one frame by the
Vpr = V × m / (m + n) (1)
Vct = −V × n / (m + n) (2)
Can be obtained. Note that the temporal distance m is, for example, from the input of the first input frame to the output of the output frame, assuming that the start of the common unit time is the same at the input and output of the frame. The temporal distance n can be expressed as the time from when the output frame is output until the second input frame is input.
ベクトル変換部4は、動きベクトル計算部3で検出された動きベクトルVを、出力フレーム位置(例えば、第一フレーム501からの時間的距離m)に合わせた動きベクトルVpr、Vctへスケーリング処理する。
The
mとnとの比率である時間比率は、様々に変わるが、本実施例では、スケーリング比率(上記の式(1)で言えばm/(m+n)、式(2)で言えばn/(m+n))は、時間比率の変化に応じて変わることなく、固定である。具体的には、例えば、本実施例では、m、nの値にかかわらず、スケーリング比率は固定値1/2である。なお、固定値であるとしても、ベクトル変換部4の設計上、スケーリング比率Q/P(Qは一以上の整数)のうちPの値は2のx乗(xは1以上の整数)であることが好ましい。
The time ratio, which is the ratio between m and n, varies in various ways. In this embodiment, the scaling ratio (m / (m + n) in the above equation (1), n / (in the equation (2)). m + n)) is fixed without changing according to the change of the time ratio. Specifically, for example, in this embodiment, the scaling ratio is a fixed value ½ regardless of the values of m and n. Even if it is a fixed value, the value of P in the scaling ratio Q / P (Q is an integer of 1 or more) is 2 to the power of x (x is an integer of 1 or more) because of the design of the
スケーリング比率を固定値1/2とした場合、動きベクトルのスケーリング処理は、2進数表示されたデジタルデータのビットシフトのみで実現することができるため、ベクトル変換部4の設計が容易である。ベクトル変換部4は、スケーリング処理後の動きベクトルを表す動きベクトル情報を補間フレーム生成部5に出力する。
When the scaling ratio is set to a fixed value ½, the motion vector scaling process can be realized by only the bit shift of the digital data displayed in binary, so that the
補間フレーム生成部5は、ベクトル変換部4から入力された動きベクトル情報と、フレーム遅延部2から入力された第1の入力フレームAと、入力部1を介して入力された第2の入力フレームBとに基づいて、第1の入力フレームAと第2の入力フレームBとの間のフレームとして予測される補間フレーム503を生成し、生成された補間フレーム503をバッファメモリ部(例えばメモリ)6へ出力することができる。具体的には、例えば、補間フレーム生成部5は、第1の入力フレームAと第2の入力フレームBとにおける各画素毎に平均値を求め、その平均値を含んだデータを補間フレームとして出力することができる。
The interpolation
尚、補間フレーム生成部5による補間フレーム生成方法は、上記に限定されるものではなく、例えば、動きベクトルVprのみを用いて、第1の入力フレームAの画素を補間フレーム503上の対応する位置へ移動させるなどの他の動き補償による方法に従ってもよい。
The interpolation frame generation method by the interpolation
補間フレーム生成部5で生成された補間フレーム503(換言すれば補間データ信号)は、バッファメモリ部6へ出力され、フレーム出力制御部8からの書き込み制御信号により、バッファメモリ部6の或る記憶領域に書き込まれる。第2の入力フレーム(例えば、補間フレームと実質的に同時に入力される遅延前のフレーム)も、書き込み制御信号により、バッファメモリ部6の或る記憶領域に書き込まれる。また、第2の入力フレームよりも先にバッファメモリ部6に書込まれている第1の入力フレームは、第2の入力フレームの次のフレームである第3のフレームが入力されるまで、バッファメモリ部6に記憶されていても良い。換言すれば、バッファメモリ部6は、例えば、補間フレームと、それの生成の基となった第1の入力フレーム及び第2の入力フレームとの3つのフレームを記憶できるだけの記憶容量を有することができる。バッファメモリ部6の記憶領域は、例えば、2つの入力フレームをそれぞれ記憶するための2つの入力サブ領域と、1つの補間フレームを記憶するための1つの補間サブ領域とに分かれていても良い。この場合、一方の入力サブ領域には、第1の入力フレームと第2の入力フレームとが交互に書込まれても良い(例えば、一方の入力サブ領域には、奇数番目の入力フレームが書込まれ、他方の入力サブ領域には、偶数番目の入力フレームが書込まれても良い)。バッファメモリ部6への書き込みのレートは、上述した入力フレームレートであり、バッファメモリ部6からの読み出しのレートは、上述した出力フレームレートであるとすることができる。従って、例えば、入力部1を介して入力されたフレーム(映像信号)及び上記生成された補間フレームは、入力フレームレートで実質的に同時にバッファメモリ部6に書込まれ、バッファメモリ部6に書込まれた入力フレーム及び補間フレームのいずれかが、出力フレームレートで出力フレーム9として表示部404に出力される。
The interpolated frame 503 (in other words, the interpolated data signal) generated by the interpolated
フレーム出力位置判定部7には、入力フレームレートに対応した入力同期信号が入力部10を介して入力され、且つ、出力フレームレートに対応した出力同期信号が入力部11を介して入力される。フレーム出力位置判定部7は、フレームレート変換時の出力フレーム位置を判定し、判定された出力フレーム位置に関する情報を表す判定信号をフレーム出力制御部8へ出力する。フレーム出力制御部8は、入力フレームレートに従うタイミングで書込み制御信号をバッファメモリ部6に出力したり、出力フレームレートに従うタイミングで読出し制御信号をバッファメモリ部6に出力したりする。その際、フレーム出力制御部8は、フレーム出力位置判定部7からの判定信号に基づいて、バッファメモリ部6に書かれている入力フレームと補間フレームとのどちらを出力するかを切り替えるフレーム出力制御を行う。
An input synchronization signal corresponding to the input frame rate is input to the frame output
以下、出力フレーム位置の判定方法と、フレーム出力制御とについて説明する。 The output frame position determination method and frame output control will be described below.
本実施例における出力フレーム位置の判定方法の一例について説明する。図4に図示するような、第1の入力フレームAと第2の入力フレームBの間に位置する補間フレーム503を、第1の入力フレームAと第2の入力フレームBから生成する場合を考える。まず、フレーム出力位置判定部7が、第1の入力フレームAから出力フレームまでの時間的距離mと、出力フレームから第2の入力フレームBまでの時間的距離nとを、入力同期信号と出力同期信号とから検出する(例えば、入力同期信号と出力同期信号との入力タイミングの差分から時間的距離mを検出し、その出力同期信号と次の入力同期信号との差分から時間的距離nを検出する)。図4の例では、m:nは1:1の場合のものである。
An example of a method for determining the output frame position in the present embodiment will be described. Consider a case in which an
図5に示すように、2つの判定しきい値に基づいて、フレーム出力制御が行われる。例えば、第1の入力フレームAが入力されてから出力フレームが出力されるまでの時間的距離と、その出力フレームが出力されてから第2の入力フレームAが入力されるまでの時間的距離との比として、二種類の比M1:N1及びM2:N2が用意されているとする(但し、M1,N1,M2及びN2は、いずれも1以上の整数であって、M1≦N1、M1<M2、M2≦N2、N1≧N2であるとする)。より具体的には、例えば、M1は、第1の入力フレームAが入力されてから出力フレームが出力されるまでの時間的距離であって、第1の入力フレームAそれ自体を出力フレームとして出力しても良い時間的距離であるとすることができる。N1は、第1の入力フレームAが入力されてから第2の入力フレームAが入力されるまでの時間的距離からM1を引き算して得られる値とすることができる。また、例えば、M2は、第1の入力フレームAが入力されてから出力フレームが出力されるまでの時間的距離であって、第1の入力フレームAと第2の入力フレームBとに基づいて求められた補間フレーム503を出力フレームとして出力しても良い時間的距離であるとすることができる。N2は、第1の入力フレームAが入力されてから第2の入力フレームAが入力されるまでの時間的距離からM2を引き算して得られる値とすることができる。第1の判定しきい値TH1、第2の判定しきい値をTH2は、以下の式(3)、(4)、
TH1=M1/(M1+N1)…(3)
TH2=M2/(M2+N2)…(4)
で定義することができる。
As shown in FIG. 5, frame output control is performed based on two determination threshold values. For example, the temporal distance from the input of the first input frame A to the output of the output frame, and the temporal distance from the output of the output frame to the input of the second input frame A Two ratios M1: N1 and M2: N2 are prepared (where M1, N1, M2, and N2 are all integers of 1 or more, and M1 ≦ N1, M1 < M2, M2 ≦ N2, and N1 ≧ N2.) More specifically, for example, M1 is a time distance from the input of the first input frame A to the output of the output frame, and outputs the first input frame A itself as an output frame. It can be said that it is a good time distance. N1 can be a value obtained by subtracting M1 from the time distance from the input of the first input frame A to the input of the second input frame A. Further, for example, M2 is a time distance from the input of the first input frame A to the output of the output frame, and is based on the first input frame A and the second input frame B. It can be assumed that the obtained interpolated
TH1 = M1 / (M1 + N1) (3)
TH2 = M2 / (M2 + N2) (4)
Can be defined in
フレーム出力位置判定部7では、あらかじめ第1の判定しきい値TH1と第2の判定しきい値TH2とが設定されている。そして、フレーム出力位置判定部7は、検出されたmとnを基に、以下のような判定、
(a)m/(m+n)<TH1のとき、第1の入力フレームAそれ自体を出力フレームとして出力することを決定し、
(b)TH1≦m/(m+n)≦TH2のとき、補間フレーム503を出力フレームとして出力することを決定し、
(c)m/(m+n)>TH2のとき、第2の入力フレームBそれ自体を出力フレームとして出力することを決定し、
を行うことができる。第1の判定しきい値TH1及び第2の判定しきい値TH2(或いは、上述したM1、N1、M1及びN2)の少なくとも一方は、ユーザ等に変更されてはならない固定値であっても良いし、ユーザ等によって変更されても良い可変値であってもよい。フレーム出力位置判定部7は、上記(a)〜(c)の判定結果を表す判定信号をフレーム出力制御部8に出力し、フレーム出力制御部8は、その判定信号に基づいて、出力フレームとして出力すべきフレームを指定した読出し制御信号(例えば、第1の入力フレームAを出力することを決定した場合には、第1の入力フレームAが格納されている領域のアドレスを指定した読出し制御信号)を、バッファメモリ部6に出力する。それにより、バッファメモリ部6から、上記(a)〜(c)の判定結果に従う種類のフレームがバッファメモリ部6から出力される。
In the frame output
(A) When m / (m + n) <TH1, it is determined to output the first input frame A itself as an output frame;
(B) When TH1 ≦ m / (m + n) ≦ TH2, it is determined to output the
(C) When m / (m + n)> TH2, decide to output the second input frame B itself as an output frame;
It can be performed. At least one of the first determination threshold value TH1 and the second determination threshold value TH2 (or the above-described M1, N1, M1, and N2) may be a fixed value that should not be changed by the user or the like. The variable value may be changed by the user or the like. The frame output
図6は、本実施例に係るフレームレート変換403を、50fpsから60fpsへのフレームレート変換に適用した場合の、フレームの遷移を示す。
FIG. 6 shows frame transition when the
この図において、S1〜S4は、図2のS1〜S4に対応している。すなわち、S1は、バッファメモリ部6に50fpsで入力される入力フレーム1の遷移を示す。S2は、入力フレームをフレーム遅延部2により1フレーム分遅延された入力フレームの遷移を示す。S3は、S1の入力フレーム及びS2の入力フレームに基づいて生成されてバッファメモリ部6に入力される補間フレームの遷移を示す。S4は、60fpsでバッファメモリ部6から出力される出力フレームの遷移を示す。
In this figure, S1 to S4 correspond to S1 to S4 in FIG. That is, S1 indicates the transition of the
50fpsから60fpsへフレームレート変換を行なう場合、1/10秒毎に、5フレームから6フレームへ変換する必要がある。図6のS4の出力フレームの並び順からわかるように、上述した判定の結果に従ったフレーム出力制御が行われた場合には、例えば、入力タイミングと出力タイミングとが同じになった場合に、その入力タイミングで、バッファメモリ部6に入力された補間フレームをバッファメモリ部6から出力することができる。換言すれば、適宜に、第2の入力フレームの出力に代えて、その第2の入力フレームとそれに対応する第1の入力フレームとに基づいて生成された補間フレームを出力し、その後に、その第2の入力フレームを出力することで、フレームレート変換に対応することができる。補間フレームを出力しない場合には、フレーム出力制御部8が、読み出し制御信号で出力タイミングを調整することにより、バッファメモリ部6に入力される入力フレーム1を、バッファメモリ部6から遅延して出力させ、故に、入力フレームの出力タイミングを出力フレームレートに合わせることができる。
When converting the frame rate from 50 fps to 60 fps, it is necessary to convert from 5 frames to 6 frames every 1/10 second. As can be seen from the arrangement order of the output frames in S4 of FIG. 6, when the frame output control is performed according to the determination result described above, for example, when the input timing and the output timing are the same, The interpolation frame input to the
従来のように、mとnとの時間比率が変化する都度にそれに応じてスケーリング比率を変えて補間フレームを生成する場合、例えば、50fpsから60fpsのフレームレート変換では、1/10秒毎に出力される6つのフレームのうちの5つものフレームが、補間フレームになる。この場合、出力される画像の動きを滑らかにすることができるが、フレームレート変換部403(特に、例えば補間フレーム生成部5)の構成が複雑になるという欠点がある。一方、補間フレーム生成を行なわずに、単純に入力フレームを繰り返して出力する場合は、例えば、50fpsから60fpsのフレームレート変換では、1/10秒毎に1回同一の入力フレームが繰り返し出力される。このため、画像の動きの滑らかさが損なわれてしまうという欠点がある。 When the interpolation frame is generated by changing the scaling ratio every time the time ratio between m and n changes, as in the conventional case, for example, in frame rate conversion from 50 fps to 60 fps, output is performed every 1/10 second. As many as five frames among the six frames to be processed become interpolation frames. In this case, the motion of the output image can be smoothed, but there is a drawback that the configuration of the frame rate conversion unit 403 (particularly, for example, the interpolation frame generation unit 5) is complicated. On the other hand, when an input frame is simply output repeatedly without generating an interpolation frame, for example, in the frame rate conversion from 50 fps to 60 fps, the same input frame is repeatedly output once every 1/10 second. . For this reason, there exists a fault that the smoothness of the motion of an image will be impaired.
しかしながら、本実施例のフレームレート変換部403によりフレームレート変換では、入力フレームが繰り返し出力されることがなく、且つ、入力フレームそれ自体を出力することと、遅延前後の入力フレームに基づいて生成された補間フレームを出力することとが、適度に切り替えられる。これにより、画像の動きの不自然さを低減することと、フレームレート変換部403の構成が複雑になってしまうことを防止することとを、適度に満たすことができる。このことは、例えば、50fpsから60fpsへのフレームレート変換の場合であれば、前述した図14A〜図14Cと、本実施例に係るフレームレート変換部403から出力される出力フレームの遷移を示す図7とを比較するとわかる(ちなみに、図7の参照番号201A〜201Fは、入力フレームそれ自体であり、参照番号203は、入力フレーム201Eと201Fとに基づいて生成された補間フレームである)。
However, in the frame rate conversion by the frame
ところで、上述したフレーム出力位置判定部7は、例えば、図8に例示するような回路構成により、実現することができる。すなわち、フレーム出力位置判定部7には、ラインカウンタ607と、第1のデータ保持部608、第2のデータ保持部609と、比較部610と、第1の掛け算器611と、第2の掛け算器612とが備えられる。
By the way, the frame output
ラインカウンタ607には、入力フレームレートのタイミング信号である入力水平タイミング信号601と、入力垂直タイミング信号602とが入力される。ラインカウンタ607は、入力垂直タイミング信号602の例えば立上りエッジでリセットし、入力水平タイミング信号601の例えば立上りエッジでカウントアップし、ライン数をカウント値として出力する。ここで出力されるカウント値は、一フレームのライン数である。
The
第1のデータ保持部608は、例えばレジスタであり、ラインカウンタ607から出力されたカウント値を、出力垂直タイミング信号603の例えば立上りエッジで保持することで、第1の入力フレームから補間フレームまでの時間的距離mにおけるライン数Sを保持することができる。
The first
第2のデータ保持部609は、例えばレジスタであり、ラインカウンタ607から出力されたカウント値を、入力垂直タイミング信号602の例えば立上りエッジで保持することで、第1の入力フレームから補間フレームまでの時間的距離mと補間フレームから第2の入力フレームまでの時間的距離nとの和であるm+nにおける総ライン数S+Tを保持することができる。
The second
第1の掛け算器611は、第1の判定しきい値604(図5に示したTH1)に第2のデータ保持部609から出力される総ライン数S+Tを掛けることで、第1の判定しきい値をライン数に換算した値に正規化し、正規化後の第1の判定しきい値TH1´を比較部610に出力する。
The
同様に、第2の掛け算器612は、第2の判定しきい値605(図5に示したTH2)に第2のデータ保持部609から出力される総ライン数S+Tを掛けることで、第2の判定しきい値をライン数に換算した値に正規化し、正規化後の第2の判定しきい値TH2´を比較部610に出力する。
Similarly, the
ライン数に置き換えられた第1の判定しきい値をTH1´とし、ライン数に置き換えられた第2の判定しきい値をTH2´とすると、TH1´=TH1×(S+T)となり、TH2´=TH2×(S+T)となる。比較部610は、第1のデータ保持部608から出力されるライン数Sと、ライン数に置き換えられた第1の判定しきい値TH1´、および、第2の判定しきい値TH2´とを、それぞれ比較する。その結果として、比較部610は、例えば、
(1)S<TH1´の場合、値0を出力、
(2)TH1´≦M≦TH2´の場合、値1を出力、
(3)M>TH2´の場合、値2を出力、
を行うことができる。
When the first determination threshold value replaced with the number of lines is TH1 ′ and the second determination threshold value replaced with the number of lines is TH2 ′, TH1 ′ = TH1 × (S + T), and TH2 ′ = TH2 × (S + T). The
(1) If S <TH1 ′, the value 0 is output.
(2) When TH1 ′ ≦ M ≦ TH2 ′,
(3) If M> TH2 ′,
It can be performed.
以上のように、フレーム出力位置判定部7を、簡易な回路構成で実現することができる。
As described above, the frame output
以下、本発明の第2の実施例を説明する。なお、以下の説明では、上述した第1の実施例との相違点を主に説明し、第1の実施例との共通点については説明を省略或いは簡略する(これは、以下の第3実施例についても同様である)。 The second embodiment of the present invention will be described below. In the following description, differences from the above-described first embodiment will be mainly described, and description of common points with the first embodiment will be omitted or simplified (this is the following third embodiment). The same applies to the examples).
図9は、本発明の第2の実施例におけるフレーム出力位置判定部7の回路構成例を示す。
FIG. 9 shows a circuit configuration example of the frame output
この第2の実施例では、第1の判定しきい値TH1及び第2の判定しきい値TH2を掛け算器で正規化することに代えて、入力部701及び702から、それぞれ、予め正規化された第1の判定しきい値TH1´及び第2の判定しきい値TH2´が比較器610に入力される。
In this second embodiment, instead of normalizing the first determination threshold value TH1 and the second determination threshold value TH2 with a multiplier, they are normalized in advance from the
これにより、第1実施例のフレーム出力位置判定部7に備えられる第1の掛け算器611及び第2の掛け算器612が不要となり、より簡易な構成でフレーム出力位置判定部7を構築することができる。
Thereby, the
以下、本発明の第3の実施例について説明する。 The third embodiment of the present invention will be described below.
図10は、本発明の第3の実施例におけるフレームレート変換部の構成例を示す。特に、この構成例は、入力フレームレートよりも高い出力フレームレートへ変換するためのものである。 FIG. 10 shows a configuration example of the frame rate conversion unit in the third embodiment of the present invention. In particular, this configuration example is for conversion to an output frame rate higher than the input frame rate.
このフレームレート変換部403では、バッファメモリ部6のフレームバッファ(例えばメモリ)が、フレームレートアップ部21として、バッファメモリ部6の前段に備えられる。また、バッファメモリ部6の後段には、フレームレートアップ部21から出力された映像信号(入力フレーム)と、補間フレーム生成部5から出力された映像信号(補間フレーム)とを切り換えて出力する出力切換部22が備えられる。
In this frame
この第3の実施例では、入力部1から入力される映像信号(入力フレーム)は、フレームレートアップ部21に書込まれ、入力フレームレートの映像信号から出力フレームレートの映像信号へ変換される。入力フレームレートよりも出力フレームレートが高い場合、共通単位時間において、入力されるフレームの数よりも出力されるフレームの数の方が多くなる。これに対処するために、本実施例では、フレームレートアップ部21の或る入力フレームを繰り返し出力することで、出力されるフレームの数を増加させる。フレームレートアップ部21から出力フレームレートで出力された映像信号(フレーム)は、フレーム遅延部2、動きベクトル計算部3、補間フレーム生成部5、及び出力切換部22に入力される。以降、フレーム遅延部2、動きベクトル計算部3、ベクトル変換部4、及び補間フレーム生成部5では、第1の実施例と同様の処理が行われる。
In the third embodiment, a video signal (input frame) input from the
フレーム出力位置判定部7は、入力フレームレートから出力フレームレートへ変換する際の出力フレーム位置を入力同期信号と出力同期信号とから検出し、その検出結果に基づく判定信号をフレーム出力制御部7に出力する。この動作は、入力フレームレートに従って行われる第1の実施例とは違って、出力フレームレートに従って行われる。フレーム出力制御部7は、フレーム出力位置判定部7からの判定信号に基づいて、出力切換部22を制御するフレーム切換信号を発生する。出力切換部22は、このフレーム切換信号により、フレームレートアップ部21から出力されたフレームと、補間フレーム生成部5から出力された補間フレームとを切り換えて出力するセレクタとして動作することができる。
The frame output
図11は、本発明の第3の実施例における50fpsから60fpsへのフレームレート変換による各部の映像フレーム信号を図示したものである。 FIG. 11 shows video frame signals of respective parts by frame rate conversion from 50 fps to 60 fps in the third embodiment of the present invention.
この図において、S1及びS5〜S7は、図10のS1〜S4に対応している。すなわち、S1は、バッファメモリ部6に50fpsで入力される入力フレーム1の遷移を示す。S5は、フレームレートアップ部2から出力されるフレームの遷移を示す。S6は、入力フレームをフレーム遅延部2により1フレーム分遅延された入力フレームの遷移を示す。S7は、S5の入力フレーム及びS6の入力フレームに基づいて生成されて出力切替え部22に入力される補間フレームの遷移を示す。S8は、S5の入力フレームとS7の補間フレームとが切替えられつつ60fpsで出力されるフレームの遷移を示す。
In this figure, S1 and S5 to S7 correspond to S1 to S4 in FIG. That is, S1 indicates the transition of the
S8のフレームの遷移からわかるように、本実施例においても、入力フレームが繰り返し出力されることがなく、且つ、入力フレームそれ自体を出力することと、延前後の入力フレームに基づいて生成された補間フレームを出力することとが、適度に切り替えられる。なお、この第3の実施例では、出力フレーム位置の判定の際、例えば、図5のB出力範囲をA出力範囲と置き換えることで、入力フレームと補間フレームのどちらを出力するかを表す判定信号が出力されるようになっていてもよい。 As can be seen from the frame transition of S8, in this embodiment, the input frame is not repeatedly output, and is generated based on the output of the input frame itself and the input frames before and after the extension. The output of the interpolation frame is appropriately switched. In the third embodiment, when the output frame position is determined, for example, a determination signal indicating which of the input frame and the interpolated frame is output by replacing the B output range in FIG. 5 with the A output range. May be output.
以上、本発明の好適な幾つかの実施例を説明したが、これらは本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこれらの実施例にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、他の種々の形態でも実施することが可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above, but these are examples for explaining the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these embodiments. The present invention can be implemented in various other forms.
例えば、上記第1〜第3の実施例では、50fps(フレーム/秒)から60fpsへのフレームレート変換を例に採り説明したが、本発明のフレームレート変換技術は、様々なフレームレート変換にも適用することができる。 For example, in the first to third embodiments, the frame rate conversion from 50 fps (frames / second) to 60 fps has been described as an example. However, the frame rate conversion technique of the present invention is applicable to various frame rate conversions. Can be applied.
具体的には、例えば、入力フレームレートが24fpsで出力フレームレートが60fpsの場合にも、図12Cに示すように、本発明の実施例に係るフレームレート変換技術を適用することができる(但し、この場合には、図12Aに例示する従来技術ほどではないが、同一の入力フレーム(或いは同一の補間フレーム)が繰り返し出力される場合がある)。なお、このフレームレート変換を、入力フレームを繰り返し出力する従来技術で行う場合には、図12Aに例示するように、例えば、1/12秒毎に、同一の入力フレームが繰り返し出力されることが多い(なお、図中の平行四辺形はフレームを示し、そのフレーム内の数字は、フレームの番号を示す)。また、このフレームレート変換を、動きベクトルのスケーリング比率を調節しつつ補間フレームを出力する別の従来技術で行う場合には、図12Bに例示するように、1/12秒毎に出力される5つのフレームのうち4つのフレームが補間フレームとなり、各補間フレームは、同一の二つの入力フレームから作られたものであっても、それぞれが異なるスケーリング比率で作られたものとなる(なお、図中のv+w(例えば1+2)のフレームは、v番目の入力フレームと、w番目の入力フレームとに基づいて作られた補間フレームであることを意味する)。 Specifically, for example, even when the input frame rate is 24 fps and the output frame rate is 60 fps, the frame rate conversion technique according to the embodiment of the present invention can be applied as shown in FIG. In this case, the same input frame (or the same interpolation frame) may be repeatedly output, although not as much as the prior art illustrated in FIG. 12A). Note that when this frame rate conversion is performed by the conventional technique of repeatedly outputting input frames, the same input frame may be repeatedly output every 1/12 seconds, for example, as illustrated in FIG. 12A. Many (the parallelogram in the figure indicates a frame, and the number in the frame indicates the frame number). Further, when this frame rate conversion is performed by another prior art that outputs an interpolation frame while adjusting the scaling ratio of the motion vector, as illustrated in FIG. 12B, the frame rate is output every 1/12 seconds. Four of the two frames are interpolated frames, and each interpolated frame is created with different scaling ratios even if they are made from the same two input frames (in the figure, V + w (for example, 1 + 2) frame means an interpolation frame created based on the vth input frame and the wth input frame).
また、同様に、例えば、入力フレームレートが60fpsで出力フレームレートが90fpsの場合にも、図13Cに例示するように、本発明の実施例に係るフレームレート変換技術を適用することができる。なお、このフレームレート変換を、入力フレームを繰り返し出力する従来技術で行う場合には、図13Aに例示するような変換になり、動きベクトルのスケーリング比率を調節しつつ補間フレームを出力する別の従来技術で行う場合には、図13Bに例示するような変換になる。 Similarly, for example, when the input frame rate is 60 fps and the output frame rate is 90 fps, the frame rate conversion technique according to the embodiment of the present invention can be applied as illustrated in FIG. 13C. When this frame rate conversion is performed by the conventional technique of repeatedly outputting an input frame, the conversion is as illustrated in FIG. 13A, and another conventional technique of outputting an interpolation frame while adjusting the scaling ratio of the motion vector. When using technology, the conversion is as illustrated in FIG. 13B.
出力フレームレートと入力フレームレートとの比率(別の言い方をすれば変換倍率)によっては、第1の入力フレームと出力フレームとの時間的距離mと、その出力フレームと第2の入力フレームとの時間的距離nとの合計が、2のx乗にならないことがある。例えば、図13A〜Cに例示した60fpsから90fpsの変換では、m+n=3となって2のx乗にはならない。このような場合であっても、フレームレート変換部は、m+n=2のx乗として(例えば、前述したように、m:n=1:1として)、補間フレームを生成するようにする。 Depending on the ratio of the output frame rate to the input frame rate (in other words, the conversion magnification), the temporal distance m between the first input frame and the output frame and the output frame and the second input frame The sum with the temporal distance n may not be 2 to the power of x. For example, in the conversion from 60 fps to 90 fps illustrated in FIGS. 13A to 13C, m + n = 3 and 2 x power is not obtained. Even in such a case, the frame rate conversion unit generates an interpolated frame as m + n = 2 to the power of x (for example, as described above, m: n = 1: 1).
また、例えば、入力フレームレートは、例えば入力される放送信号等から自動で検出することができるし、出力フレームレートも、接続される表示部から自動で検出することもできる。また、出力フレームレートは、例えば、図示しない操作部を介してユーザから手動で設定されても良い。 For example, the input frame rate can be automatically detected from, for example, an input broadcast signal, and the output frame rate can also be automatically detected from a connected display unit. Further, the output frame rate may be manually set by the user via an operation unit (not shown), for example.
また、例えば、フレーム出力位置判定では、二つの判定しきい値が用いられているが、判定しきい値の数は、それより多くても少なくても良い。判定しきい値の数を三つ以上にすることにより、出力フレームとして出力するフレームを何にするかの判断を、より細かく行うことができる。その場合には、例えば、補間フレームの出力範囲を複数のサブ範囲に細分化し、各サブ範囲毎に、補間フレームを作成するための動きベクトルのスケーリング比率が異なっていても良い(つまり、複数種類のスケーリング比率が用意されても良い)。具体的には、例えば、フレーム出力位置判定部7が、フレームの出力位置がどのサブ範囲に属するかを動きベクトル計算部3に通知し、動きベクトル計算部3が、複数種類のスケーリング比率の中から、通知されたサブ範囲に対応するスケーリング比率を選択しても良い。この場合、スケーリング比率Q/PのPの値(つまりm+nの値)は、mとnの値に関わらず、2のx乗(xは1以上の整数)であることが好ましい。
For example, in the frame output position determination, two determination threshold values are used, but the number of determination threshold values may be larger or smaller. By setting the number of determination thresholds to three or more, it is possible to make a detailed determination as to what to output as an output frame. In that case, for example, the output range of the interpolation frame may be subdivided into a plurality of sub-ranges, and the motion vector scaling ratio for creating the interpolation frame may be different for each sub-range (that is, a plurality of types) Scaling ratios may be provided). Specifically, for example, the frame output
また、例えば、フレームレート変換部は、常に補間フレームを生成しても良いし、補間フレームを出力しない場合には、出力されない分の補間フレームは生成しなくても良い。具体的には、例えば、フレームレート変換部は、入力フレームレートと出力フレームレートとから、どのタイミングで出力するフレームを補間フレームとしなければならないかを判定し、判定されたタイミングで出力する補間フレームのみを生成し、その他の出力されることのない補間フレームは、生成しなくても良い。 Further, for example, the frame rate conversion unit may always generate an interpolation frame, or may not generate an interpolation frame for the amount that is not output when no interpolation frame is output. Specifically, for example, the frame rate conversion unit determines, based on the input frame rate and the output frame rate, at which timing the frame to be output should be an interpolation frame, and the interpolation frame that is output at the determined timing It is not necessary to generate an interpolation frame that generates only the other and is not output.
また、例えば、判定しきい値は、上述した値に限らず、例えば、時間的距離mと比較するためのM1或いはM2であっても良い。 For example, the determination threshold value is not limited to the above-described value, and may be M1 or M2 for comparison with the temporal distance m, for example.
また、上述した実施例では、全ての入力フレームの全てが出力フレームとして出力されているが、必ずしも全ての入力フレームが出力されるとは限らない。具体的には、例えば、入力フレームレートと出力フレームレートとの比率によって、少なくとも一つの入力フレームは出力されず、その代わりに、補間フレームが出力されても良い。 In the embodiment described above, all the input frames are all output as output frames, but not all the input frames are necessarily output. Specifically, for example, at least one input frame may not be output depending on the ratio between the input frame rate and the output frame rate, and an interpolation frame may be output instead.
1…フレーム(映像信号)の入力部 2…フレーム遅延部 3…動きベクトル計算部 4…ベクトル変換部 5…補間フレーム生成部 6…バッファメモリ部 7…フレーム出力位置判定部 8…フレーム出力制御部 9…出力されたフレーム 10…入力同期信号の入力部 11…出力同期信号の入力部 401…表示装置 402…動画像入力部 403…フレームレート変換部 404…表示部
DESCRIPTION OF
Claims (11)
入力フレームレートで複数のフレームを入力する入力手段と、
前記入力された複数のフレームにおける連続した第一と第二のフレームに基づいて動きベクトルを検出し、前記検出した動きベクトルの大きさを補正係数に基づいて補正し、その補正後の動きベクトルと、前記第一と第二のフレームとに基づいて、前記第一と第二のフレームの間のフレームとして予測される補間フレームを生成する生成手段と、
前記入力された複数のフレームの少なくとも一つと、前記生成された補間フレームとを、出力フレームレートで出力する出力手段と
を備え、
前記補正係数は、フレームレート変換が行われている最中には変動されない値である、
フレームレート変換装置。 In an apparatus for performing frame rate conversion for outputting a frame input at an input frame rate at an output frame rate,
An input means for inputting a plurality of frames at an input frame rate;
A motion vector is detected based on the first and second consecutive frames in the plurality of input frames, the magnitude of the detected motion vector is corrected based on a correction coefficient, and the corrected motion vector and Generating means for generating an interpolated frame predicted as a frame between the first and second frames based on the first and second frames;
Output means for outputting at least one of the plurality of input frames and the generated interpolation frame at an output frame rate;
The correction coefficient is a value that does not change during the frame rate conversion.
Frame rate conversion device.
入力フレームレートで複数のフレームを入力する入力手段と、
前記入力された複数のフレームにおける連続した第一と第二のフレームに基づいて動きベクトルを検出し、前記検出した動きベクトルの大きさを補正係数に基づいて補正し、その補正後の動きベクトルと、前記第一と第二のフレームとに基づいて、前記第一と第二のフレームの間のフレームとして予測される補間フレームを生成する生成手段と、
前記入力された複数のフレームの少なくとも一つと、前記生成された補間フレームとを、出力フレームレートで出力する出力手段と
を備え、
第一のフレームが入力されてからフレームの出力が行われるまでの時間である第一の時間的距離をmとし、その出力が行われてから第二のフレームが入力されるまでの時間である第二の時間的距離をnとした場合、前記補正係数は、m/(m+n)又はn/(m+n)であり、
前記m+nの値は、2のx乗(xは1以上の整数)である、
フレームレート変換装置。 In an apparatus for performing frame rate conversion for outputting a frame input at an input frame rate at an output frame rate,
An input means for inputting a plurality of frames at an input frame rate;
A motion vector is detected based on the first and second consecutive frames in the plurality of input frames, the magnitude of the detected motion vector is corrected based on a correction coefficient, and the corrected motion vector and Generating means for generating an interpolated frame predicted as a frame between the first and second frames based on the first and second frames;
Output means for outputting at least one of the plurality of input frames and the generated interpolation frame at an output frame rate;
The first time distance, which is the time from when the first frame is input to when the frame is output, is m, and is the time from when the output is performed until the second frame is input. When the second temporal distance is n, the correction coefficient is m / (m + n) or n / (m + n),
The value of m + n is 2 to the power of x (x is an integer of 1 or more).
Frame rate conversion device.
請求項1又は2記載のフレームレート変換装置。 The correction factor is one half.
The frame rate conversion apparatus according to claim 1 or 2.
入力フレームレートで複数のフレームを入力する入力手段と、
前記入力された複数のフレームにおける連続した第一と第二のフレームに基づいて、前記第一と第二のフレームの間のフレームとして予測される補間フレームを生成する生成手段と、
前記入力された複数のフレームの全部又は一部と、前記生成された補間フレームとを、出力フレームレートで出力する出力手段と
を備え、
前記生成手段は、前記出力手段により前記補間フレームが出力される場合に、前記補間フレームを生成し、そうではない場合には、前記補間フレームを生成せず、
前記出力手段は、補間フレーム以上に前記入力されたフレームを出力する、
フレームレート変換装置。 In an apparatus for performing frame rate conversion for outputting a frame input at an input frame rate at an output frame rate,
An input means for inputting a plurality of frames at an input frame rate;
Generating means for generating an interpolated frame predicted as a frame between the first and second frames based on the first and second consecutive frames in the plurality of input frames;
Output means for outputting all or a part of the plurality of input frames and the generated interpolation frame at an output frame rate;
The generation unit generates the interpolation frame when the output unit outputs the interpolation frame, and if not, does not generate the interpolation frame,
The output means outputs the input frame more than the interpolation frame;
Frame rate conversion device.
請求項1、2又は4記載のフレームレート変換装置。 The output means includes a first temporal distance, which is a time from when the first frame is input to when the frame is output, and after the output is performed until the second frame is input. The first frame and / or the second frame based on at least one of a second temporal distance that is time, and the interpolated frame created based on the first and second frames, Select one frame from and output the selected frame.
The frame rate conversion apparatus according to claim 1, 2 or 4.
請求項5記載のフレームレート変換装置。 The output means includes a first position in which a temporal position of an output frame is in a range closer to the first frame based on at least one of the first temporal distance and the second temporal distance. Belonging to the second range, a second range that is closer to the second frame, and an intermediate range that is a range between the first range and the second range. If it is determined that it belongs to the first range, the first frame is selected. If it is determined that it belongs to the second range, the second frame is selected. If it is determined that it belongs to the intermediate range, the interpolation frame is selected;
The frame rate conversion apparatus according to claim 5.
前記生成手段は、前記出力されるフレームの時間的位置が属するサブ中間的範囲に応じた補正係数を、複数種類の補正係数の中から選択し、前記選択した補正係数に基づいて前記補間フレームを生成する、
請求項2及び6に記載のフレームレート変換装置。 The intermediate range is subdivided into a plurality of sub-intermediate ranges;
The generating means selects a correction coefficient corresponding to a sub-intermediate range to which the temporal position of the output frame belongs from among a plurality of types of correction coefficients, and selects the interpolation frame based on the selected correction coefficient. Generate,
The frame rate conversion apparatus according to claim 2 and 6.
前記フレームレート変換装置から出力されたフレームを表示する表示部と
を備える表示装置。 The frame rate conversion device according to any one of claims 1 to 7,
And a display unit configured to display a frame output from the frame rate conversion device.
入力フレームレートで複数のフレームを入力するステップと、
前記入力された複数のフレームにおける連続した第一と第二のフレームに基づいて動きベクトルを検出し、前記検出した動きベクトルの大きさを補正係数に基づいて補正し、その補正後の動きベクトルと、前記第一と第二のフレームとに基づいて、前記第一と第二のフレームの間のフレームとして予測される補間フレームを生成するステップと、
前記入力された複数のフレームの少なくとも一つと、前記生成された補間フレームとを、出力フレームレートで出力するステップと
を有し、
前記補正係数は、フレームレート変換が行われている最中には変動されない値である、
フレームレート変換方法。 In a method of performing frame rate conversion in which a frame input at an input frame rate is output at an output frame rate,
Inputting a plurality of frames at an input frame rate;
A motion vector is detected based on the first and second consecutive frames in the plurality of input frames, the magnitude of the detected motion vector is corrected based on a correction coefficient, and the corrected motion vector and Generating an interpolated frame predicted as a frame between the first and second frames based on the first and second frames;
Outputting at least one of the input plurality of frames and the generated interpolated frame at an output frame rate;
The correction coefficient is a value that does not change during the frame rate conversion.
Frame rate conversion method.
入力フレームレートで複数のフレームを入力するステップと、
前記入力された複数のフレームにおける連続した第一と第二のフレームに基づいて動きベクトルを検出し、前記検出した動きベクトルの大きさを補正係数に基づいて補正し、その補正後の動きベクトルと、前記第一と第二のフレームとに基づいて、前記第一と第二のフレームの間のフレームとして予測される補間フレームを生成するステップと、
前記入力された複数のフレームの少なくとも一つと、前記生成された補間フレームとを、出力フレームレートで出力するステップと
を有し、
第一のフレームが入力されてからフレームの出力が行われるまでの時間である第一の時間的距離をmとし、その出力が行われてから第二のフレームが入力されるまでの時間である第二の時間的距離をnとした場合、前記補正係数は、m/(m+n)又はn/(m+n)であり、
前記m+nの値は、2のx乗(xは1以上の整数)である、
フレームレート変換方法。 In a method of performing frame rate conversion in which a frame input at an input frame rate is output at an output frame rate,
Inputting a plurality of frames at an input frame rate;
A motion vector is detected based on the first and second consecutive frames in the plurality of input frames, the magnitude of the detected motion vector is corrected based on a correction coefficient, and the corrected motion vector and Generating an interpolated frame predicted as a frame between the first and second frames based on the first and second frames;
Outputting at least one of the input plurality of frames and the generated interpolated frame at an output frame rate;
The first time distance, which is the time from when the first frame is input to when the frame is output, is m, and is the time from when the output is performed until the second frame is input. When the second temporal distance is n, the correction coefficient is m / (m + n) or n / (m + n),
The value of m + n is 2 to the power of x (x is an integer of 1 or more).
Frame rate conversion method.
入力フレームレートで複数のフレームを入力するステップと、
前記入力された複数のフレームにおける連続した第一と第二のフレームに基づいて、前記第一と第二のフレームの間のフレームとして予測される補間フレームを生成するステップと、
前記入力された複数のフレームの全部又は一部と、前記生成された補間フレームとを、出力フレームレートで出力するステップと
を有し
前記生成するステップでは、前記出力手段により前記補間フレームが出力される場合に、前記補間フレームを生成し、そうではない場合には、前記補間フレームを生成せず、
前記出力するステップでは、補間フレーム以上に前記入力されたフレームを出力する、
フレームレート変換方法。 In a method of performing frame rate conversion in which a frame input at an input frame rate is output at an output frame rate,
Inputting a plurality of frames at an input frame rate;
Generating an interpolated frame that is predicted as a frame between the first and second frames based on successive first and second frames in the plurality of input frames;
Outputting all or a part of the plurality of input frames and the generated interpolation frame at an output frame rate. In the generating step, the output means outputs the interpolation frame. The interpolated frame is generated, otherwise the interpolated frame is not generated,
In the outputting step, the input frame is output more than the interpolation frame.
Frame rate conversion method.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005128454A JP2006310985A (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Frame rate conversion apparatus, and display apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005128454A JP2006310985A (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Frame rate conversion apparatus, and display apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006310985A true JP2006310985A (en) | 2006-11-09 |
Family
ID=37477387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005128454A Pending JP2006310985A (en) | 2005-04-26 | 2005-04-26 | Frame rate conversion apparatus, and display apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006310985A (en) |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007251254A (en) * | 2006-03-13 | 2007-09-27 | Astro Design Inc | Frame rate converter and frame rate converting method |
JP2009253626A (en) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Sharp Corp | Image interpolating apparatus, image interpolating method, television receiver, video playback device, control program, and computer readable recording medium |
JP2010283895A (en) * | 2010-09-24 | 2010-12-16 | Sony Corp | Picture signal processing unit, image display unit, and picture signal processing method |
JP2011035655A (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Frame rate conversion apparatus and display apparatus equipped therewith |
US8582029B2 (en) | 2008-08-26 | 2013-11-12 | Sony Corporation | Picture signal processing unit, image display unit, and picture signal processing method |
KR101524062B1 (en) * | 2008-07-30 | 2015-06-01 | 삼성전자주식회사 | Image signal processing apparatus and method thereof |
CN112437241A (en) * | 2017-12-27 | 2021-03-02 | 安纳帕斯股份有限公司 | Frame rate detection method and frame rate conversion method |
-
2005
- 2005-04-26 JP JP2005128454A patent/JP2006310985A/en active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007251254A (en) * | 2006-03-13 | 2007-09-27 | Astro Design Inc | Frame rate converter and frame rate converting method |
JP2009253626A (en) * | 2008-04-04 | 2009-10-29 | Sharp Corp | Image interpolating apparatus, image interpolating method, television receiver, video playback device, control program, and computer readable recording medium |
KR101524062B1 (en) * | 2008-07-30 | 2015-06-01 | 삼성전자주식회사 | Image signal processing apparatus and method thereof |
US8582029B2 (en) | 2008-08-26 | 2013-11-12 | Sony Corporation | Picture signal processing unit, image display unit, and picture signal processing method |
JP2011035655A (en) * | 2009-07-31 | 2011-02-17 | Sanyo Electric Co Ltd | Frame rate conversion apparatus and display apparatus equipped therewith |
JP2010283895A (en) * | 2010-09-24 | 2010-12-16 | Sony Corp | Picture signal processing unit, image display unit, and picture signal processing method |
CN112437241A (en) * | 2017-12-27 | 2021-03-02 | 安纳帕斯股份有限公司 | Frame rate detection method and frame rate conversion method |
CN112437241B (en) * | 2017-12-27 | 2023-05-23 | 安纳帕斯股份有限公司 | Frame rate detection method and frame rate conversion method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6784942B2 (en) | Motion adaptive de-interlacing method and apparatus | |
JP4396496B2 (en) | Frame rate conversion device, video display device, and frame rate conversion method | |
JP4296218B1 (en) | Video display device | |
US20080055477A1 (en) | Method and System for Motion Compensated Noise Reduction | |
JP4513913B2 (en) | Image signal processing apparatus and method | |
JP2006310985A (en) | Frame rate conversion apparatus, and display apparatus | |
JP2008167102A (en) | Video processor and video display device provided with same | |
JP2009021868A (en) | Video processing apparatus, video processing method, and program | |
JP2005045803A (en) | Apparatus and method for detecting 2:2 pull-down sequence | |
US20070279523A1 (en) | Frame rate conversion apparatus and frame rate converson method | |
EP2227902A1 (en) | Interpolation frame generation apparatus, interpolation frame generation method, and broadcast receiving apparatus | |
US7295245B2 (en) | Method and apparatus for converting frame rate using time shifting and motion compensation | |
US8134643B2 (en) | Synthesized image detection unit | |
US20110122312A1 (en) | Video signal processing device and video signal processing method | |
JP2005167887A (en) | Dynamic image format conversion apparatus and method | |
JP2005045807A (en) | Apparatus and method for detecting film mode | |
JP5490236B2 (en) | Image processing apparatus and method, image display apparatus and method | |
JP2007274411A (en) | Device and method for detecting pull-down signal, and device and method for converting sequential scanning | |
US8013935B2 (en) | Picture processing circuit and picture processing method | |
US20080063067A1 (en) | Frame interpolating circuit, frame interpolating method, and display apparatus | |
JP2016048810A (en) | Frame rate conversion device and frame rate conversion method | |
JP2007288483A (en) | Image converting apparatus | |
JP2006174123A (en) | Successive scanning conversion apparatus | |
WO2014129528A1 (en) | Video signal processing device and method | |
JP2010147699A (en) | Interpolation frame generating apparatus, interpolation frame generating method, and broadcast receiving apparatus |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070807 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090629 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090721 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090918 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20091125 |
|
A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20100122 |
|
A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20100223 |